Gefriertemperatur von Lithiumbatterien: Einführung und Methoden

Wenn Sie eine Lithiumbatterie haben und bei kaltem Wetter leben, müssen Sie zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen treffen, da Lithium ein wenig kälteempfindlich ist. Wenn Sie wissen möchten, wie man Lithiumbatterien bei kaltem Wetter handhabt, lesen Sie dies!

Gefriertemperatur der Lithium-Ionen-Batterie

Kalte Temperaturen wirken sich auch auf Lithiumbatterien aus. Temperaturen unter 32 °C schränken die Blei-Säure-Effizienz und die nutzbare Kapazität dramatisch ein, da nur 70-80 Prozent der Nennkapazität verfügbar sind. Lithiumbatterien können bei gleicher Temperatur 95-98 Prozent ihrer Kapazität mit geringem Verlust liefern.

Beim Laden bei Temperaturen über dem Gefrierpunkt absorbiert der poröse Graphit, der als Anode oder Minuspol der Batterie dient, Lithiumionen wie ein Schwamm. Bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt kann die Anode jedoch nicht genügend Lithium-Ionen aufnehmen. Stattdessen bedecken mehrere Lithiumionen die Oberfläche der Anode, verringern die Batteriekapazität und stellen weniger Lithium zur Verfügung, um den Energiefluss zu induzieren. Das Laden mit niedriger Laderate unter dem Gefrierpunkt schwächt die mechanische Stabilität der Batterie und macht sie anfälliger für unerwartete Ausfälle.

Unter kalten Ladebedingungen werden Lithiumionen desorientiert, wenn sie sich auf den Weg machen, um innerhalb der Graphitanode zu „arbeiten“. Anstatt sich einzulagern, plattieren diese Ionen schließlich die Oberfläche der Anode. Das Aufladen bei kalten Temperaturen kann zu Plattierungen führen, die die Batteriekapazität verringern und gleichzeitig den Widerstand erhöhen. Wenn sich genügend Plattierung ansammelt, hat sie die Fähigkeit, den Separator zu durchbrechen und einen fatalen Kurzschluss in der Zelle auszulösen.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

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Bei welcher Temperatur gefrieren Lithiumbatterien?

Ihre Hände können schmerzen, wenn sie sich erwärmen, wenn Sie aus der Kälte kommen. Dasselbe gilt für Lithiumbatterien. Wenn die Innentemperatur Ihres Akkus unter 32 Grad fällt, können die Lithiumzellen nicht mehr die gleiche Menge an Ladestrom (Wärme) aufnehmen wie bei höheren Temperaturen. Laden Sie den Akku nicht auf, wenn die Temperatur unter den Gefrierpunkt fällt.

Das Aufladen bei kaltem Wetter erfordert eine andere Strategie, die entscheidend ist, wenn Ihre Investition überleben soll. Mit sinkender Temperatur erfordert fast jeder Akku einen schwierigeren Ladevorgang. Blei-Säure-Batterien haben einen eingeschränkteren Bereich von Ladebedingungen als lithium-batterien. Beide müssen jedoch langsam geladen und innerhalb ihrer jeweiligen Temperaturgrenzen gehalten werden.

Beim Laden bei niedrigeren Temperaturen wird der Akku proportional zur Laderate beschädigt. Langsameres Aufladen kann den Schaden verringern, obwohl dies selten eine realistische Alternative ist. Akkus dürfen nur bei 0,1 °C geladen werden, wenn die Temperaturen zwischen 32 und 14 Grad Fahrenheit liegen. Wenn die Temperatur zwischen 14 und -4 Grad Fahrenheit liegt, können Batterien nicht bei Temperaturen über 0,05 Grad Celsius geladen werden.

Diese Ladegeschwindigkeiten werden den Vorgang sicherlich verlängern und erschweren, da Sie nie wissen, wie kalt es während eines Ladezyklus sein wird. Unter schwierigen Umständen können Sie bei 40 Grad ins Bett gehen und bei 18 Grad aufwachen. Wenn Sie über Nacht schneller aufgeladen haben, können die sinkenden Temperaturen Ihren Akku irreversibel beschädigen.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

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Die erste Regel beim Laden bei kaltem Wetter lautet, dass Sie Ihre Batterien nicht laden sollten, ohne den Ladestrom zu reduzieren, wenn die Temperatur unter den Gefrierpunkt fällt. Dies kann ein Problem sein, bis Ihr BMS mit Ihrem Ladegerät verbunden ist und das Ladegerät in der Lage ist, auf die gelieferten Daten zu reagieren. Halten Sie beim Laden bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt den Ladestrom zwischen 5 und 10 % der Batteriekapazität.

Ist es in Ordnung, Lithiumbatterien in der Kälte zu lassen?

LFP-Batterien eignen sich für den Einsatz bei allen Wetterbedingungen mit Temperaturen von -4 bis 140 Grad Fahrenheit. Besitzer von netzunabhängigen Solaranlagen, Wohnmobilen und Wohnmobilen, die an extrem kalten Orten leben und reisen, werden feststellen, dass Lithiumbatterien eine großartige Lösung für kontinuierlichen, stabilen Strom sind. Kalte Temperaturen sollten von allen Batteriebesitzern vermieden werden, da sie der Gesundheit der Batterie schaden können. Kalte Temperaturen können der Gesundheit und Haltbarkeit von Standard-Blei-Säure-Batterien schaden. lithium-batterien übertreffen Blei-Säure-Batterien bei kälteren Temperaturen.

Je mehr Strom Sie aus einer kalten Blei-Säure-Batterie entnehmen, desto schwächer wird sie. Wenn LFP-Batterien verwendet werden, erwärmen sie sich, verringern den Widerstand und erhöhen die Spannung. Wenn es um die Aufrüstung oder den Austausch von Batterien bei kaltem Wetter geht, ist Lithium ohne Frage der klare Gewinner.

Es gibt jedoch einen Haken. Wenn lithium-ionen-batterien unter dem Gefrierpunkt gehalten werden, können Teile der Batterieelemente brechen und sich von den umgebenden Komponenten lösen, was die Energiespeicherfähigkeit der Batterie einschränkt, so Forscher des SLAC National Accelerator Laboratory des Energieministeriums.

Yijin Liu vom SLAC und Postdoc-Kollege Jizhou Li entdeckten den Fund, als sie die Kaltwetterleistung der Kathode untersuchten, der Komponente der Batterie, in die Elektronen fließen, während die Batterie in Betrieb ist. Das Aufbewahren von Kathoden bei Temperaturen unter Null Grad Celsius führte laut einer frühen Studie dazu, dass Batterien nach 100 Ladevorgängen bis zu 5 % mehr Kapazität verloren als Batterien, die bei wärmeren Temperaturen gelagert wurden.

Die Forscher nutzten eine Kombination aus Röntgenanalysewerkzeugen, die an der Stanford Synchrotron Radiation Lightsource von SLAC entwickelt wurden, und maschinellen Lerntechniken, die von Li in den letzten Jahren entwickelt wurden, um herauszufinden, warum. Die Kombination ermöglicht es ihnen, einzelne Kathodenpartikel zu erkennen, sodass sie Tausende von Partikeln auf einmal analysieren können, anstatt nur eine Handvoll mit ihren Augen allein.

Laut Liu zeigten diese Experimente, dass niedrige Temperaturen die fleischbällchenartigen Partikel in der Kathode schrumpfen ließen, sie brachen – oder bestehende Brüche verschlimmerten. Da sich außerdem unterschiedliche Materialien als Reaktion auf Temperaturänderungen unterschiedlich ausdehnen und zusammenziehen, trennte die starke Kälte die Kathoden von den umgebenden Materialien.

Die Ergebnisse, so Liu, weisen auf zahlreiche praktikable Lösungen hin. Wissenschaftler können das Problem des Ablösens möglicherweise lösen, indem sie temperaturempfindlichere Batteriematerialien erforschen. Da sich alle Batterien beim Erhitzen und Abkühlen ausdehnen und zusammenziehen, könnte dies dazu beitragen, die Leistung anderer Batterien zu verbessern. Durch die Entwicklung verschiedener Partikelformen innerhalb einer Batterie, einschließlich glatterer, weniger fleischbällchenartiger Partikel, können Forscher möglicherweise Risse minimieren und die langfristige Lithium-Ionen-Batteriekapazität erhöhen.

Es mag anfangs schwierig sein, diese Dinge zu tun, aber sobald Sie sich daran gewöhnt haben, gewöhnen Sie sich an die obigen Anweisungen.